新授课
第三章 铁 金属材料
第5课时 合金、铝合金
【学习目标】
1.了解金属材料组成、性能及应用，掌握合金材料的性能特点，理解性能决定用途的观念。2.掌握铝及氧化铝的化学性质，了解铝合金的特性、用途。
【学习活动】
学习任务
目标一：了解金属材料组成、性能及应用，掌握合金材料的性能特点，理解性能决定用途的观念任务1：回想并列举生活中的金属用品，阅读教材p73，完成下列问题。（1）金属材料包括 。合金是 。（2）合金具有哪些优良性能？（3）为什么合金的性能和纯金属有很大差异？任务2：阅读教材p73-74“铁合金”内容，完成下列问题。（1）铁合金有哪些？各类铁合金的特征？（2）钢有哪些种类，它们有怎样的特征？（3）合金钢中各元素起的作用合金元素主要作用铬 Cr增强耐磨性和抗氧化性；增强高温强度；提高高碳钢的耐磨性等锰 Mn 钼 Mo降低脆性；增强高温强度；提高红热时的强度和耐磨性等钨 W 钴 Co提高红热时的硬度和耐磨性；用于制造磁性合金等镍 Ni 硅 Si提高低合金钢的强度和硬度；增强高温时的抗氧化性等（4）在碳素钢中，由于含碳量不同，高碳钢、中碳钢和低碳钢的性能有很大差异；向碳素钢中加入不同的合金元素，可制得不同性能的合金钢。这对你有什么启示？（小组讨论）知识拓展：2017年8月24日，我国宣布已经成功完成某种性能优异的超级钢的研制。我国研制的这种超级钢具有优异的强度和延展性的结合。这种超级钢中含Mn 10%、C 0.47%、Al 2%、V 0.7%，这种合金配方低廉，强度很大。可运用于汽车、航空和航天等领域的轻量化发展，不仅可以节约材料，还可以降低能源消耗和减少环境污染等。
目标二：掌握铝及氧化铝的化学性质，了解铝合金的特性、用途任务1：演示实验（1）：取一支试管，加入5mL盐酸，再向试管中放入一小块铝片，观察并记录现象。过一段时间后，将点燃的木条放在试管口，观察并记录现象。实验现象实验中涉及化学方程式实验结论任务2：演示实验（2）：取A、B两支试管，向A、B两支试管中分别加入少量的NaOH溶液，然后向A试管放入一小块铝片，向B试管中放入用砂纸仔细打磨过的一小块铝片，观察并记录现象。过一段时间后，将点燃的木条分别放在A、B两支试管口，观察并记录现象。实验现象实验中涉及化学方程式实验结论（2）氧化铝的特点。离子方程式与酸反应与碱反应两性氧化物（3）生活中的铝制餐具能否用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物？任务3：阅读教材p77，回答问题：铝合金有哪些用途？生活中铝合金制品有哪些？
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图
铁合金
含碳量为：
特征：
含碳量为：
特征：
钢
碳素钢
合金钢
低碳钢
含碳量：
中碳钢
含碳量：
高碳钢
含碳量：
特征：
特征：
特征：
也叫特种钢，是在碳素钢里适量加入
2新授课
第三章 铁 金属材料
第5课时 合金、铝合金
【学习目标】
1.了解金属材料组成、性能及应用，掌握合金材料的性能特点，理解性能决定用途的观念。2.掌握铝及氧化铝的化学性质，了解铝合金的特性、用途。
【学习活动】
学习任务
目标一：了解金属材料组成、性能及应用，掌握合金材料的性能特点，理解性能决定用途的观念任务1：回想并列举生活中的金属用品，阅读教材p73，完成下列问题。（1）金属材料包括纯金属和它们的合金。合金是由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的，具有金属特性的混合物。（2）合金具有哪些优良性能？【答案】合金具有优良的物理、化学或机械性能，如合金的硬度、熔点不同于其成分金属，可以满足不同的需要。（3）为什么合金的性能和纯金属有很大差异？【答案】合金的性能与纯金属有很大的差异是因为在纯金属内加入其他元素形成合金以后，结构发生了变化，使合金的性能与纯金属有很大的差异。 纯金属内原子的排列十分规整 合金内原子层之间的相对滑动变得困难任务2：阅读教材p73-74“铁合金”内容，完成下列问题。铁合金有哪些？各类铁合金的特征？【答案】（2）钢有哪些种类，它们有怎样的特征？【答案】（3）合金钢中各元素起的作用合金元素主要作用铬 Cr增强耐磨性和抗氧化性；增强高温强度；提高高碳钢的耐磨性等锰 Mn防止硫引起的脆性；增强钢的强度和韧性等钼 Mo降低脆性；增强高温强度；提高红热时的强度和耐磨性等钨 W提高高温时的强度和硬度；增强工具钢的耐磨性等钴 Co提高红热时的硬度和耐磨性；用于制造磁性合金等镍 Ni增强低温时的韧性；改变高铬钢的内部结构等硅 Si提高低合金钢的强度和硬度；增强高温时的抗氧化性等（4）在碳素钢中，由于含碳量不同，高碳钢、中碳钢和低碳钢的性能有很大差异；向碳素钢中加入不同的合金元素，可制得不同性能的合金钢。这对你有什么启示？（小组讨论）【答案】启示1：合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节；启示2：科学研究需要以大量的实验为依据，通过实验研究，研制出具有不同性能的合金材料，制成不同的产品，为生活增添便利；启示3：科学研究需要有热爱科学的思想和奉献科学的精神。知识拓展：2017年8月24日，我国宣布已经成功完成某种性能优异的超级钢的研制。我国研制的这种超级钢具有优异的强度和延展性的结合。这种超级钢中含Mn 10%、C 0.47%、Al 2%、V 0.7%，这种合金配方低廉，强度很大。可运用于汽车、航空和航天等领域的轻量化发展，不仅可以节约材料，还可以降低能源消耗和减少环境污染等。
目标二：掌握铝及氧化铝的化学性质，了解铝合金的特性、用途任务1：演示实验（1）：取一支试管，加入5mL盐酸（浓度稍大），再向试管中放入一小块铝片，观察并记录现象（前排学生可以用手触摸试管）。过一段时间后，将点燃的木条放在试管口（注意安全），观察并记录现象。实验现象铝片表面开始有少量气泡产生，后有大量气泡产生，试管壁有发热现象。一段时间后，将点燃的木条放在试管口，可观察到淡蓝色火焰。实验中涉及化学方程式Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2O2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑实验结论实验表明，铝表面的保护膜氧化铝和铝均能与盐酸发生反应。任务2：演示实验（2）：取A、B两支试管，向A、B两支试管中分别加入少量的NaOH溶液（浓度稍大），然后向A试管放入一小块铝片，向B试管中放入用砂纸仔细打磨过的一小块铝片（打磨后快速放入试管中）。观察并记录现象（前排学生可以用手触摸试管）。过一段时间后，将点燃的木条分别放在A、B两支试管口，观察并记录现象（注意安全）。实验现象放入打磨过铝片的B试管中立即剧烈反应，表面有大量气泡产生，试管壁有发热现象；而放入未打磨的铝片的A试管中开始没有气泡，后逐渐加快，产生大量气泡，试管壁有发热现象。一段时间后，将点燃的木条放在试管口，均可观察到淡蓝色火焰（有爆鸣声）。实验中涉及化学方程式2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O实验结论实验表明，铝表面的保护膜氧化铝和铝均能与氢氧化钠溶液发生反应（2）氧化铝的特点。离子方程式与酸反应Al2O3+6H+===2Al3++3H2O与碱反应Al2O3+2OH-===2AlO2-+H2O两性氧化物既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物，叫做两性氧化物（3）生活中的铝制餐具能否用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物？【答案】由于Al和Al2O3均能与酸、碱反应，因此铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物。任务3：阅读教材p77，回答问题：铝合金有哪些用途？生活中铝合金制品有哪些？【答案】纯铝的硬度和强度较小，不适合制造机器零件等。向铝中加入少量的合金元素，如Cu、Mg、Si、Mn及稀土元素等，可制成铝合金，铝合金是目前用途广泛的合金之一。例如，硬铝中含Cu 4%、Mg 0.5%、Mn 0.5%、Si 0.7%，它的密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。
课堂检测
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图
铁合金
钢
生铁
含碳量为： 2%~4.3%
特征：硬度大、抗压、性脆、可以铸造成型，是制造机座、管道的重要材料
含碳量为： 0.03%~2%
特征：延展性好、机械性能好、可以锻轧和铸造，广泛用于制造机械和交通工具
钢
碳素钢
合金钢
低碳钢
含碳量： ＜0.3%
中碳钢
含碳量： ＜0.3%-0.6%
高碳钢
含碳量： ＞0.6%
特征：韧性、焊接性好，强度低，用于制造钢板、钢丝和钢管等
特征：强度高、韧性及加工性好，用于制造钢轨、车轮和建材等
特征：硬而脆、热处理后弹性好，用于制造器械、弹簧和刀具等
也叫特种钢，是在碳素钢里适量加入一种或多种合金元素，使钢的组织结构发生变化。合金钢具有各种特殊性能，如强度，硬度大，可塑性、韧性好，耐磨，耐腐蚀等
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